粉碎钻石让室温超导走向现实

每一年 Ranga Dias 都会将价值约 10 万美元的钻石粉碎成粉末再丢进垃圾桶。他们疯了?当然没有,粉碎这些钻石都是为了实现几代研究人员追求的目标。在被粉碎之前,这些直径为 2 毫米的钻石会被当成微型老虎钳上的钳口。2020 年秋季,罗切斯特大学物理学家 Dias 及其同事使用这套老虎钳,对微量的碳、硫及氢元素施以接近地球中心的巨大压力。这股巨力将元素重新排列为硫化碳(CSH),据报道这是第一种能在室温下实现超导的物质。不过每一次努力都以几乎相同的方式结束:钻石钳口爆炸,世界上唯一的室温超导体瞬间灰飞烟灭。

迄今为止,还没有任何人能成功完成实验,但其他高压物理小组也在做出类似的尝试。研究人员还发现其他几种能在相对较高的温度下实现超导的富氢材料。但这类与氢结合的镧或钇氢化物在超导温度方面,还是远远低于 Dias 的 CSH。

但无论如何,氢化物超导性的发现一举打破了以往超导材料只有在-100 摄氏度以下才能表现出超导属性的樊篱。很可惜,目前的氢化物制成量只有几分之一克,而且必须在异乎寻常的巨大压力下才能维持超导。这种限制使其根本无法在现实世界中落地应用。因此研究人员提出了新的目标:要求室温超导体在脱离压力后继续保持超导。如果能实现,那么未来的超级计算机再也不会因废热或线缆电阻消耗而浪费大量能源,为整个世界节约数十亿美元与数万吨碳排放量。

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